数学から生まれた惑星がアインシュタインによって「抹消」された

19世紀、天文学者たちは太陽系に惑星が存在すると計算し、それをバルカンと名付けたが、実際に観測した者はいなかった。

太陽系で太陽に最も近い惑星、水星。写真：NASA — 太陽系で太陽に最も近い惑星、水星。写真： *NASA*

数百年前、科学者たちは天王星の軌道がニュートンの万有引力の法則による予測とわずかに異なっていることに気づいた。1846年7月、フランスの天文学者で数学者のユルバン・ルヴェリエは、その違いは別の惑星によって説明できると考え、この未知の天体の軌道について予測を行った。

ル・ヴェリエは、すでに数学的に新惑星の存在を予測していたため、望遠鏡を使って新惑星を発見することにはさほど興味がなかった。観測の任務は、ドイツの天文学者ヨハン・ゴットフリート・ガレに委ねられた。1846年9月23日、ガレはル・ヴェリエが新惑星が出現すると予測した場所を観測した。しかし、驚いたことに、ガレは謎の惑星を目にすることはできず、代わりにその場所から半径1度以内の範囲で海王星を発見した。

その後、ル・ヴェリエは別の惑星、水星の観測を依頼された。太陽に非常に近い水星は、太陽系で最も観測が難しい惑星の一つだった。ル・ヴェリエは、ニュートン力学を応用して水星の軌道を決定する任務を負った。

しかし、ル・ヴェリエは成功しなかった。彼は懸命に努力したが、水星の特異な軌道は不可解だった。ニュートンの理論によれば、惑星は太陽の周りを楕円軌道で公転するはずだったが、観測結果は、水星の軌道が既知の惑星の重力の影響よりも大きく変動することを示していた。

天王星の場合と同様に、ル・ヴェリエは、水星の軌道を変えた別の惑星が原因だと考えた。最終的に、彼はその謎の惑星をローマ神話の火の神にちなんで「ヴァルカン」と名付けた。

その後まもなく、天文学者たちはバルカンの観測結果を報告し始めた。最初の報告は、アマチュア天文家のエドモンド・モデストが1859年3月26日に行った。モデストの観測に基づき、ル・ヴェリエはこの新惑星の軌道を計算した。彼は、バルカンが太陽面通過（惑星が恒星と観測者の間を通過する現象で、水星が太陽と地球の間を通過するのと似ている）を年に2～4回起こすと考えた。

ル・ヴェリエは他の観測結果に基づいて計算を改良したが、バルカンは決定的に観測されたことはなかった。この惑星に関する多くの観測結果は、太陽黒点、既知の惑星、近隣の恒星によって説明できた。

それにもかかわらず、バルカンは70年間存在し続けた。1879年には、天文学者テオドール・フォン・オッポルツァーの計算に基づき、バルカンが太陽面を通過するとメディアが報じたほどだった。しかし、誰もその惑星を目撃することはできなかった。人々はその頃のほとんどの日食の際にバルカンを探したが、観測することはできなかった。

結局、ル・ヴェリエの数学から生まれた惑星は、新たな物理理論である一般相対性理論によって「消滅」した。アインシュタインの理論は、他の惑星の干渉を一切考慮せずに水星の軌道を予測することができたのだ。

一般相対性理論によれば、重力は質量のある物体によって引き起こされる時空の歪みの結果であり、質量のある物体に近い物体ほどその影響を受けやすい。したがって、この理論は、太陽に最も近い惑星である水星の軌道の振動を説明できる可能性がある。太陽系の外側にある惑星は、太陽からの距離が大きいため、影響を受けにくい。

このように、アインシュタインの理論は、他の惑星を参照することなく、水星、地球、火星、木星、その他多くの惑星の軌道を説明することができた。この新しい理論の出現により、バルカン星の存在も過去のものとなった。